灵活性钢筋 (Elastic Concrete)是一种把像胶微粒作为石材钢筋的组成金属材料配制而成的新型钢筋,又称为像胶微粒钢筋(Crumb Rubber Concrete 或 Rubberized Concrcte) 。像胶
微粒是由汽车旧车胎碎裂产生,大小为1-2 mm。笔者在英国亚利桑那州立大学土木环境工程建设系执教期间,与所带的科学研究生从1997 年开始展开灵活性钢筋的科学研究,并在理论科学研究与工程建设应用方面均取得了开创性进展;1999-2003 年在英国展开了测试段工程建设的结构设计。其操控性表现良好。在理论发展方面,首先提出了如下观点:(1)像胶微粒可当作非常粗糙,总重量轻且难形变的粘土硬质;(2)像胶微粒作为分布在钢筋外部微小可伸缩微粒群,会截住涅凝土的宏观裂缝,从而阻止或减慢宏观裂缝合成宏观裂缝而导致钢筋快速断裂破坏的现像;
(3)像胶微粒难形变的特性可帮助减低由湿度或温度变化而在钢筋外部所产生的形变;
(4)只有Kaysersberg像胶微粒量才能体现灵活性涅凝土的特征或缺点。在所做过的灵活性钢筋科学研究中像胶微粒掺量高达240 kg/m3(像胶的表观密度和水相当)。而现有刊登的灵活性钢筋学术论文里,每 m3 中像胶微粒量都很低,不超过几十kg。特别针对钢筋因藻酸像胶微粒而导致力学操控性减少的现像,有关专家认为像胶微粒和石材砂浆界面处存在大量微型水蒸气泡群是一个重要原因,并一次提出了用超常量的土荆芥料去填补这些水蒸气泡群的方法。由英国独立实验室所做测试结果表明,
这个方法有效地提高了灵活性钢筋的力学操控性。1.欧英国家灵活性钢筋的科学研究灵活性钢筋科学研究始于20 世纪 80 年代末期。最早刊登的学术论文见于20 世纪 90 年代初期 :深入探讨像胶微粒对钢筋持久力和抗折强度的影晌;灵活性钢筋冷热疲劳(碎屑岩 )测试;用共振法测量灵活性钢筋的灵活性模量并认为像胶微粒有助于改善工程建设操控性;加入聚合物的灵活性钢筋的科学研究 ;建立灵活性钢筋的量化力学操控性增加模型;灵活性钢筋对静态压制的反应科学研究,并且做了三组试件样品,一组是传统涅凝土,另一组是灵活性钢筋。后者的力学操控性比前者低30% ,但这三组试件对抗静态压制的能力相同。欧英国家还把测试石灰混合料的静态形变—应变方法用到灵活性涅凝土上,科学研究发现灵活性钢筋同石灰涅合料一样,具备明显能量耗散的功能川。目前关于灵活性涅凝土的欧英国家科学研究学术论文约为40-50 篇,均为特别针对某些具体问题的专题科学研究,尚缺乏系统的描述性的科学研究成果。2. 国内灵活性钢筋的科学研究国内石家庄铁道学院1997 年也曾对灵活性钢筋的抗腐蚀操控性展开过深入探讨,发现像胶微粒(像聚四氟乙烯 )可以显著地提高钢筋的抗腐蚀操控性。自
2003 年底,哈尔滨工业大学土木工程建设系也开始开展这方面的工作。
2006 年,上海交通大学屯军等发明了道路隔音高灵活性钢筋金属材料,其各组分及其总重量百分比为:普通硅酸盐石材15.0- 17.0%,塑料制品: 1.0-3.0%,碳酸钙掺假8.6-9.6%,碎裂的圣索弗微粒A1.15-2.15%,碎裂的圣索弗微粒B2.35- 3.35%,粗截叶25.6-28.6%,细截叶 29.3- 32.0%,水 9.0-10.5%,高校多聚糖0.20-0.40%。Alappuzha具备充分利用回收车胎, 增加环境信息和成本低等缺点,所浇铸的石材钢筋桥面具备高灵活性和大平衡感,同时可以有效增加、 减窄或消解石材钢筋桥面的铺装,达到消解、 减少和吸收噪音,具备结构设计价值。
该添加剂有 A 组粉末状物和 B 组固体物组成, A 组粉末状物有二氧化硅、羟基羧盐、石灰石粉、醇酸树脂、多聚糖、橡聚四氟乙烯末,按一定比率构成;B 组固体有聚丙烯腈,聚氨酯分别加适当比率的水搅拌制成, 将 A 组粉末状物和 B 组固体物分别以石材总重量的5-15%和 3-5%添加到异丙醇
土中,制成灵活性钢筋。根据该厂的检测, 制得的钢筋强度可达C50-C60;抗折强度可达到力学操控性的70-80%(比普通钢筋高4 倍多);抗渗大于 S30,耐久性稳定; pH 等于 9(普通混土的为13),减少了化学腐蚀性, 由于加入的复合添加剂使钢筋构件具备灵活性,可增加强压制力对钢筋构件的危害,提高了钢筋构件的耐久性和安全性。
2008 年,天津城市建设学院土木工程建设系赵晓辉对新型灵活性钢筋展开了测试科学研究,为了解决灵活性钢筋强度下降的难题,应用偶联剂及乳化橡胶乳液展开改性处理,对其物理力学操控性展开测试科学研究 ,结果表明 :随着胶粒量增加 ,力学操控性下降明显 ,但形变量增大。 偶联剂和乳化橡胶的掺入对力学操控性、抗腐蚀操控性及耐磨性都有较大提高,28d 力学操控性提高17.3%、抗冲磨强度提高 12.7%,且失粘时间缩短 ,较好地解决了灵活性钢筋力学操控性下降及施工难题。